[发明专利]一种基于Contourlet变换和Schur分解的彩色数字图像盲水印方法

说明书

本发明利用频域数字水印算法鲁棒性强的优点，公开了一种基于Contourlet变换和Schur分解的彩色数字图像盲水印方法。本发明根据Contourlet变换的多尺度性、多方向性、平移不变性和Schur分解复杂性低的特点，首先对宿主图像进行分层处理，并对分层图像进行Contourlet变换，然后，将选中的系数块进行Schur分解得到上三角矩阵，通过对上三角矩阵的第一个主对角元素进行量化来完成彩色数字水印的嵌入与盲提取。本发明属于网络空间安全技术领域，不但具有较好的水印隐蔽性，而且具有强鲁棒性、高安全性的特点，适用于快速、高效地进行彩色图像版权保护的场合。

技术领域

本发明属于网络空间安全技术领域，涉及高不可见性、强鲁棒性、高安全性的彩色图像数字水印的版权保护。

背景技术

随着5G网络的快速发展，网络技术的应用范围得到了扩展，随之而来，各类侵权行为也逐渐从线下转移到线上，且侵权方式层出不穷，严重影响了网络空间的健康发展，给数字多媒体的版权保护带来了更加严峻的挑战。因此，网络安全日待提高，数字作品的版权保护迫在眉睫，亟需研究更加有效的数字水印方法以应对当前环境下的数字侵权行为。

在日常生活中，彩色图像凭借其信息量更大和视觉效果更佳的优势，成为多媒体数据传播的主要载体，但彩色数字图像在网络上的广泛传输也使其受攻击的可能性大大增加，因此，彩色数字图像的版权保护问题也受到国内外学者的广泛关注。而频域数字水印算法所具有的较强鲁棒性特点恰好能提高彩色数字图像抵抗攻击的能力。因此，如何充分利用频域数字水印算法的设计高不可见性、强鲁棒性、高安全性的彩色图像数字水印算法成为现阶段的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Contourlet变换和Schur分解的彩色数字图像盲水印方法，其特征在于通过具体的水印嵌入过程和水印提取过程来实现的，其水印嵌入过程描述如下：

第一步：首先，对一幅大小为N×N的彩色水印图像W作降维处理，得到红、绿、蓝三个分层水印图像；然后，对每个分层水印图像进行基于密钥Ka_i，Kb_i，Kc_i的Lorenz混沌映射得到置乱后的三个分层水印图像W_i；将分层水印图像W_i中的每个十进制像素值转换为8位二进制数，依次连接成长度为8N²的水印位序列SW_i，其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层；

第二步：首先，对一幅大小为M×M的彩色宿主图像H作降维处理，得到红、绿、蓝三个分层宿主图像H_i，对每一个分层宿主图像H_i进行Contourlet变换，提取其低频系数矩阵B_i；然后，将其低频系数矩阵B_i划分成大小为m×m非重叠的系数块，其中i=1, 2, 3分别表示红、绿、蓝三层；